專利名稱：微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磷化工或建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法。
背景技術(shù)：
磷石膏是磷肥工業(yè)的固體廢棄物。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國堆放磷石膏渣已達(dá)1. 6 億噸，并且將以每年2千萬噸以上的速度遞增。因利用率不到10%，不僅污染環(huán)境、占用土地，還影響可持續(xù)發(fā)展。對于磷石膏的傳統(tǒng)處理方法主要有①水洗法。每處理1噸磷石膏需要4噸水，不僅浪費(fèi)寶貴的水資源，還要造成二次污染。②煅燒法。耗費(fèi)能源煤，污染環(huán)境，成品效率低。③石灰中和與化合處理法。成品性能差，應(yīng)用范圍有限。現(xiàn)有技術(shù)能利用磷石膏處理或改性后生產(chǎn)水泥緩凝劑、石膏板、空心磚等建材產(chǎn)品。但要么利用率低，要么市場飽和銷售不暢。利用磷石膏改性生產(chǎn)加氣砌塊，是目前快速、大量消化磷石膏的有效途徑。而不經(jīng)改性或改性不徹底的磷石膏生產(chǎn)加氣塊帶來的問題是磷石膏利用率低、抗壓強(qiáng)度低，蒸壓設(shè)備投資成本和生產(chǎn)成本較高等。如申請?zhí)枮?200910094937.9的中國發(fā)明申請“一種利用磷石膏生產(chǎn)加氣塊的方法”，存在以下不足一是蒸汽養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)成本高；二是產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度較低，僅有2. 7Mpa ；三是采用鋁粉發(fā)氣，砌塊呈開孔結(jié)構(gòu)，保溫效果差，吸水率高。又如申請?zhí)枮?00910304521. 5的中國發(fā)明申請“一種磷渣蒸壓加氣混凝土砌塊及其制備方法”，存在以下不足一是磷渣利用率過低，僅25-50% ； 二是利用蒸壓設(shè)備投資過大，生產(chǎn)成本較高；三是采用鋁粉發(fā)氣，砌塊呈開孔結(jié)構(gòu)，保溫效果差，吸水率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種磷石膏廢渣利用率高、保護(hù)環(huán)境、成品抗壓強(qiáng)度較高、吸水率低、生產(chǎn)成本低的微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法。眾所周知，二水石膏在常壓及一定的溫度的條件下受熱會(huì)脫去3/2個(gè)結(jié)晶水轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦桶胨啵缡軣釛l件繼續(xù)加強(qiáng)，當(dāng)溫度達(dá)到750-850°C時(shí)，它會(huì)由半水石膏繼續(xù)脫水，經(jīng)歷脫水型半水石膏、可溶性無水石膏直至形成難溶性無水石膏即II型石膏。在這個(gè)轉(zhuǎn)變過程中所形成的石膏相，只有半水石膏和II型石膏相對而講，具有較好的穩(wěn)定性，并且可以直接或經(jīng)改性處理后作為膠凝材料應(yīng)用于建材建筑行業(yè)。磷石膏作為一種具有石膏特性的資源性廢渣，同樣具備熱加工后所得到的各物相的基本性能，只是因?yàn)橛泻﹄s質(zhì)類化學(xué)成分的存在，改變或削弱了所得物相應(yīng)該具備的基本性能。而其中影響較大有害雜質(zhì)成分主要為廢渣中殘余的有機(jī)磷和部分活性較高的可溶性無機(jī)磷化合物，這些化學(xué)物質(zhì)在高溫下以上，一般溫度越高，分解速度越快、分解越完全)會(huì)部分或全部分解或轉(zhuǎn)化為難溶性的或活性較低的其它磷酸鹽類物質(zhì)，如焦磷酸鈣等。轉(zhuǎn)化后所形成的這些化合物對石膏產(chǎn)品基本性能的影響較小，此時(shí)，若根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品的用途再采用一些改性外加劑技術(shù)配套應(yīng)用，就會(huì)得到我們所需要的優(yōu)質(zhì)的石膏產(chǎn)品
本發(fā)明微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法，其步驟如下①將磷肥工業(yè)的固體廢棄物磷石膏原料(經(jīng)過工廠余熱預(yù)烘干含水率控制在 10%以內(nèi))置于微波隧道爐內(nèi)加熱到200-770°C，持續(xù)時(shí)間3-5min，微波頻率控制在915MHz 和M50MHZ之間。利用其高頻特性，以每秒數(shù)十億次的速度進(jìn)行周期變化，物料中的極性分子(典型的如結(jié)晶水等)吸收了微波能以后，在微波的作用下呈方向性排列的趨勢，改變了其原有的分子結(jié)構(gòu)。當(dāng)電場方向發(fā)生變化時(shí)，亦以同樣的速度做電場極性運(yùn)動(dòng)，就會(huì)引起分子的轉(zhuǎn)動(dòng)，致使分子間頻繁碰撞而產(chǎn)生了大量的摩擦熱，以熱的形式在物料內(nèi)表現(xiàn)出來，從而導(dǎo)致物料在短時(shí)間內(nèi)溫度迅速升高、加熱揮發(fā)。同時(shí)，在微波的作用下，物料中磷石膏主要有用成分二水硫酸鈣(CaS04*2H20)以外的含有未分解的磷礦，未洗滌干凈的磷酸、氟化鈣、鐵鋁氧化物、酸不溶物、有機(jī)物等多種雜質(zhì)，受到無極性熱運(yùn)動(dòng)和極性轉(zhuǎn)動(dòng)兩方面的作用而改變其排列組合狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使得有害化學(xué)成分揮發(fā)或轉(zhuǎn)變成惰性物質(zhì)。從而得到β型半水石膏或β II型無水石膏②利用β型半水石膏或β II型無水石膏配置泡沫混凝土砌塊的原料，其組分重
量百分比為β II型無水石膏或β II型無水石膏60-70粉煤灰(I級)5-20水泥(普通硅酸鹽42. 5)10-15生石灰5-10改性外加劑(DXYY-01石膏砌塊增強(qiáng)劑)0. 1-5 ；③將步驟②得到的混合料球磨至150-325目，加入混合料重量45_60%的水，攪拌成漿料備用；所加入的水中含有步驟②中β II型無水石膏或β II型無水石膏重量0. 3% 的石膏防水劑；④將復(fù)合發(fā)泡劑(HTD-1型)按照砌塊400克/m3兌40倍的水機(jī)械壓縮空氣發(fā)泡；⑤將步驟④得到的泡沫加入步驟③得到的備用漿料中，攪拌均勻；⑥將步驟⑤得到的均勻泡沫漿料澆注于砌塊模具中，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)觀日即得免蒸壓泡沫混凝土砌塊成品。本發(fā)明微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法的優(yōu)點(diǎn)是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝簡單，設(shè)備投資不大，制作成本較低，避免二次污染；微波高溫法處理速度快，品質(zhì)均勻；磷石膏廢渣利用量大，且利用率高達(dá)60-70% ；砌塊屬閉孔結(jié)構(gòu)，保溫效果好，強(qiáng)度高，防水性能好。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法，其步驟如下①將磷肥工業(yè)的固體廢棄物磷石膏原料(經(jīng)過工廠余熱預(yù)烘干，含水率控制在 10%以內(nèi))置于微波隧道爐內(nèi)加熱到200-220°C，持續(xù)5min，使磷石膏廢渣中磷酸、氟化鈣、 鐵鋁氧化物、酸不溶物、有機(jī)物等多種雜質(zhì)在加熱過程中揮發(fā)或轉(zhuǎn)變成惰性物質(zhì)，從而得到 β型半水石膏；②利用β型半水石膏配置泡沫混凝土砌塊的原料，其組分重量百分比為
β型半水石膏70粉煤灰(I級)10水泥(普通硅酸鹽42. 5)12生石灰5改性外加劑(DXYY-01石膏砌塊增強(qiáng)劑)3③將步驟②得到的混合料球磨至325目，加入混合料重量60%的水，攪拌成漿料備用；所加入的水中含有步驟②中β型半水石膏重量0.3%的石膏防水劑；④將復(fù)合發(fā)泡劑(HTD-1型)按照砌塊400克/m3兌40倍的水機(jī)械壓縮空氣發(fā)泡；⑤將步驟④得到的泡沫加入步驟③得到的備用漿料中，攪拌均勻；⑥將步驟⑤得到的均勻漿料澆注于砌塊模具中，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)觀日即得免蒸壓泡沫混凝土砌塊成品。經(jīng)檢測800kg/m3砌塊抗壓強(qiáng)度達(dá)到3. 3Mpa,軟化系數(shù)彡0. 7。實(shí)施例二一種微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法，其步驟如下①將磷肥工業(yè)的固體廢棄物磷石膏原料(經(jīng)過工廠余熱預(yù)烘干，含水率控制在 10%以內(nèi))置于微波隧道爐內(nèi)加熱到750-770°C，持續(xù)時(shí)間3min，使磷石膏廢渣中磷酸、氟化鈣、鐵鋁氧化物、酸不溶物、有機(jī)物等多種雜質(zhì)在加熱過程中揮發(fā)或轉(zhuǎn)變成惰性物質(zhì)，從而得到II型無水石膏；②利用II型無水石膏配置泡沫混凝土砌塊的原料，其組分重量百分比為β II型無水石膏60粉煤灰(I級)20水泥(普通硅酸鹽42. 5)12. 5生石灰5改性外加劑(DXYY-01石膏砌塊增強(qiáng)劑)2. 5 ；③將步驟②得到的混合料球磨至150目，加入混合料重量45%的水，攪拌成漿料備用；所加入的水中含有步驟②中II型無水石膏重量0.3%的石膏防水劑；④將復(fù)合發(fā)泡劑(HTD-1型)按照砌塊400克/m3兌40倍的水機(jī)械壓縮空氣發(fā)泡；⑤將步驟④得到的泡沫加入步驟③得到的備用漿料中，攪拌均勻；⑥將步驟⑤得到的均勻漿料澆注于砌塊模具中，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)觀日即得免蒸壓泡沫混凝土砌塊成品。經(jīng)檢測800kg/m3砌塊抗壓強(qiáng)度達(dá)到3. 5Mpa,軟化系數(shù)彡0. 8。
權(quán)利要求
1. 一種微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法，其特征在于其步驟如下①將磷肥工業(yè)的固體廢棄物磷石膏原料(經(jīng)過工廠余熱預(yù)烘干，含水率控制在10%以內(nèi))置于微波隧道爐內(nèi)加熱到200-770°C，持續(xù)時(shí)間3-5min，使磷石膏原料中磷酸、氟化鈣、 鐵鋁氧化物、酸不溶物、有機(jī)物等多種雜質(zhì)在加熱過程中揮發(fā)或轉(zhuǎn)變成惰性物質(zhì)，從而得到 β型半水石膏或β II型無水石膏；②利用β型半水石膏或βII型無水石膏配置泡沫混凝土砌塊的原料，其組分重量百分比為β型半水石膏或β II型無水石膏60-70粉煤灰(I級)8-20水泥(普通硅酸鹽42. 5)10-15生石灰5-10改性外加劑(DXYY-01石膏砌塊增強(qiáng)劑)1-5 ；③將步驟②得到的混合料球磨至150-325目，加入混合料重量45-60%的水，攪拌成漿料備用；所加入的水中含有步驟②中β型半水石膏或β II型無水石膏重量0.3%的石膏防水劑；④將復(fù)合發(fā)泡劑(HTD-1型)按照砌塊400克/m3兌40倍的水機(jī)械壓縮空氣發(fā)泡；⑤將步驟④得到的泡沫加入步驟③得到的備用漿料中，攪拌均勻；⑥將步驟⑤得到的均勻漿料澆注砌塊模具中，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)觀日即成免蒸壓泡沫混凝土砌塊成品。
全文摘要
一種微波高溫法處理磷石膏生產(chǎn)免蒸壓泡沫混凝土砌塊的方法，包括將磷肥工業(yè)的固體廢棄物磷石膏原料置于微波隧道爐內(nèi)加熱到200-770℃，持續(xù)時(shí)間3-5min，使磷石膏中的磷酸、氟化鈣、鐵鋁氧化物、酸不溶物、有機(jī)物等多種雜質(zhì)在加熱過程中揮發(fā)或轉(zhuǎn)變成惰性物質(zhì)，從而得到β型半水石膏或βII型無水石膏。然后將β型半水石膏或βII型無水石膏、粉煤灰、水泥、生石灰、改性外加劑混合磨細(xì)，與水、石膏防水劑攪拌，再與發(fā)泡劑泡沫混合均勻澆注于砌塊模具中。其優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明工藝簡單，設(shè)備投資不大，制作成本較低，避免二次污染；微波高溫法處理速度快，品質(zhì)均勻；磷石膏廢渣利用量大，且利用率高達(dá)60-70％；砌塊屬閉孔結(jié)構(gòu)，保溫效果好，強(qiáng)度高，防水性能好。
文檔編號(hào)B28B1/50GK102218766SQ201010153278
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者呂景超, 李訓(xùn)生, 許禎瑋, 金廣泉 申請人:呂景超, 李訓(xùn)生, 許禎瑋, 金廣泉